Pengambilan Utama
- Jarak Standard: Wayar 12/2 pada pemutus litar 20-amp boleh berjalan dengan selamat 50-60 kaki pada beban penuh sambil mengekalkan penurunan voltan 3% yang disyorkan oleh NEC
- Jarak Selamat Maksimum: Sehingga 93 kaki adalah mungkin dengan penurunan voltan 3% pada 240V, tetapi hanya 50-57 kaki pada 120V
- Beban Penting: Jarak boleh guna sebenar sangat bergantung pada beban yang disambungkan—amperage yang lebih rendah membolehkan larian yang lebih panjang
- Kritikal Keselamatan: Melebihi jarak yang disyorkan, impedans gelung kerosakan meningkat, berpotensi menghalang pemutus litar daripada tersandung semasa litar pintas
- Peraturan Naik Taraf: Untuk larian melebihi 60 kaki pada 20 amp, naik taraf kepada 10 AWG; untuk 100+ kaki, pertimbangkan wayar 8 AWG
Memahami Dua Had: Ampacity vs. Penurunan Voltan
Apabila juruelektrik dan jurutera membincangkan sejauh mana anda boleh menjalankan wayar 12/2 pada pemutus litar 20-amp, mereka sebenarnya menangani dua batasan yang sama sekali berbeza:
Had Terma (Ampacity)
Menurut Jadual NEC 310.16, wayar tembaga 12 AWG dinilai untuk 20 ampere pada 60°C dan 25 ampere pada 90°C (untuk penebat THHN/THWN-2). Penilaian ini memastikan wayar tidak akan terlalu panas dan mencairkan penebatnya—tanpa mengira panjang.
Had Prestasi (Penurunan Voltan)
Penurunan voltan ialah pembunuh senyap prestasi elektrik. Apabila arus mengalir melalui wayar, rintangan menyebabkan voltan menurun. NEC mengesyorkan menghadkan penurunan voltan kepada:
- 3% maksimum untuk litar cawangan (NEC 210.19(A)(1) FPN No. 4)
- 5% maksimum digabungkan untuk penyalur dan litar cawangan
- 2% maksimum untuk peralatan elektronik sensitif (NEC 647.4(D))
Had penurunan voltan ini—bukan ampacity—menentukan jarak maksimum praktikal untuk wayar 12/2.
Matematik Di Sebalik Jarak Wayar Maksimum
Formula Pengiraan Susutan Voltan
Formula asas untuk mengira penurunan voltan dalam litar dua wayar ialah:
VD = (2 × R × I × L) / 1000
di mana:
- VD = Penurunan voltan (volt)
- R = Rintangan setiap 1,000 kaki (ohm)
- I = Arus (ampere)
- L = Jarak sehala (kaki)
- 2 = Mengambil kira kedua-dua konduktor panas dan neutral
Untuk wayar tembaga 12 AWG: R = 1.93 ohm setiap 1,000 kaki (NEC Bab 9, Jadual 8)
Formula Jarak Maksimum
Menyusun semula formula untuk menyelesaikan jarak maksimum:
Jarak Maksimum (kaki) = (VD Maksimum × 1000) / (2 × R × I)
Jadual Jarak Maksimum: Wayar 12/2 pada Pemutus Litar 20-Amp
| Voltan Sistem | Muatkan Arus | Jarak Maks (3% VD) | Jarak Maks (5% VD) | Voltan Sebenar pada Beban (3%) |
|---|---|---|---|---|
| 120V | 20A (100%) | 51 kaki | 85 kaki | 116.4V |
| 120V | 16A (80%) | 64 kaki | 106 kaki | 116.4V |
| 120V | 12A (60%) | 85 kaki | 142 kaki | 116.4V |
| 120V | 8A (40%) | 128 kaki | 213 kaki | 116.4V |
| 240V | 20A (100%) | 93 kaki | 155 kaki | 232.8V |
| 240V | 16A (80%) | 116 kaki | 194 kaki | 232.8V |
Nota: Jarak adalah ukuran sehala dari panel ke beban
Mengapa Peraturan 80% Penting
NEC memerlukan beban berterusan (beroperasi selama 3+ jam) dikira pada 125% daripada beban sebenar, bermakna litar 20-amp hanya boleh membawa 16 amp secara berterusan (80% daripada kapasiti yang dinilai). Ini memberikan margin keselamatan dan memanjangkan jarak maksimum praktikal.
Senario Jarak Dunia Sebenar
Senario 1: Bengkel Luar (Beban 20A Penuh)
Persediaan: Menjalankan wayar 12/2 dari panel utama ke bengkel luar dengan alatan kuasa (gergaji meja, pemampat udara) yang menggunakan 18-20 amp.
Jarak: 75 kaki
Pengiraan:
- VD = (2 × 1.93 × 20 × 75) / 1000 = 5.79 volt
- Peratusan susut voltan = 5.79V / 120V = 4.8%
Hasil: ❌ Melebihi cadangan 3% (tetapi dalam maksimum 5%)
Cadangan: Naik taraf kepada wayar 10 AWG untuk mengurangkan susut voltan kepada 2.9% (3.6V)
Senario 2: Pencahayaan Landskap (Amperage Rendah)
Persediaan: Pencahayaan landskap LED hanya menggunakan 3 amp, 150 kaki dari panel.
Pengiraan:
- VD = (2 × 1.93 × 3 × 150) / 1000 = 1.74 volt
- Peratusan susut voltan = 1.74V / 120V = 1.45%
Hasil: ✅ Dalam had 3%
Wawasan Utama: Arus beban lebih penting daripada penarafan wayar. Walaupun wayar 12/2 dinilai untuk 20 amp, beban amperage rendah boleh bergerak lebih jauh.
Senario 3: Pemasangan Pengecas EV
Persediaan: Pengecas EV Tahap 2 (16A berterusan) pada 85 kaki dari panel.
Pengiraan:
- VD = (2 × 1.93 × 16 × 85) / 1000 = 5.25 volt
- Peratusan susut voltan = 5.25V / 120V = 4.4%
Hasil: ❌ Melebihi cadangan 3%
Penyelesaian Profesional: Penggunaan wayar 10 AWG atau jalankan pada 240V (yang mengurangkan separuh peratusan susut voltan) petikan
Bahaya Tersembunyi: Impedans Gelung Kerosakan
Selain daripada susut voltan, terdapat isu keselamatan kritikal yang diabaikan oleh kebanyakan DIYer: impedans gelung kerosakan.
Apakah Impedans Gelung Kerosakan?
Apabila litar pintas berlaku, pemutus litar mesti mengesan lonjakan arus yang besar (biasanya 5-10 kali arus yang dinilai) untuk mencetuskan mekanisme perjalanan magnetiknya serta-merta. Untuk pemutus 20-amp, ini bermakna 100-200 amp arus kerosakan.
Masalah: Apabila panjang wayar bertambah, jumlah rintangan litar bertambah, yang mengurangkan arus litar pintas.
Mengapa Ini Berbahaya
Senario: Anda menjalankan 500 kaki wayar 12/2 ke bangunan terpencil.
- Jumlah rintangan litar = (2 × 1.93 × 500) / 1000 = 1.93 ohm
- Arus litar pintas = 120V / 1.93Ω = 62 amp
Isu Kritikal: 62 amp mungkin tidak mencukupi untuk mencetuskan perjalanan magnetik. Pemutus mungkin bergantung pada yang lebih perlahan mekanisme trip terma, yang mungkin mengambil masa 30-60 saat untuk diaktifkan.
Akibat: Dalam tempoh 30-60 saat itu, wayar menjadi elemen pemanas gergasi, berpotensi menyalakan bahan di sekeliling sebelum pemutus litar trip.
Penyelesaian Profesional
Untuk larian jarak jauh, sentiasa sahkan bahawa arus litar pintas prospektif melebihi ambang trip serta-merta pemutus litar. Ini sering memerlukan:
- Membesarkan konduktor melebihi keperluan penurunan voltan
- Memasang sub-panel lebih dekat dengan beban
- Menggunakan voltan yang lebih tinggi (240V dan bukannya 120V)
Jadual Perbandingan Peningkatan Saiz Wayar
| Jarak | 120V @ 20A | 120V @ 16A | 240V @ 20A | Saiz Wayar yang Disyorkan |
|---|---|---|---|---|
| 0-50 kaki | 2.6% VD | 2.1% VD | 1.3% VD | 12 AWG ✅ |
| 51-75 kaki | 3.9% VD | 3.1% VD | 1.9% VD | 10 AWG ⚠️ |
| 76-100 kaki | 5.2% VD | 4.1% VD | 2.6% VD | 10 AWG ⚠️ |
| 101-150 kaki | 7.7% VD | 6.2% VD | 3.9% VD | 8 AWG ⚠️ |
| 151-200 kaki | 10.3% VD | 8.3% VD | 5.2% VD | 6 AWG ⚠️ |
Legenda: ✅ Boleh Diterima | ⚠️ Peningkatan Diperlukan
Garis Panduan Pemasangan Praktikal
Apabila Wayar 12/2 Boleh Diterima
- ✅ Litar cabang kediaman di bawah 50 kaki
- ✅ Beban tugas ringan (pencahayaan, soket) di bawah 10 amp
- ✅ Larian pendek dari sub-panel ke outlet berdekatan
- ✅ Litar 240V di mana penurunan voltan dikurangkan separuh
Bila Perlu Menaik Taraf daripada 12/2
- ⚠️ Jarak melebihi 60 kaki pada beban 20A penuh
- ⚠️ Muatan motor (pemampat udara, alatan kuasa) yang memerlukan arus permulaan yang tinggi
- ⚠️ Pengecas EV beroperasi secara berterusan pada 16A+
- ⚠️ elektronik sensitif memerlukan voltan yang stabil
- ⚠️ Bangunan luar 100+ kaki dari panel utama
Senarai Semak Pematuhan Kod NEC
Apabila merancang pemasangan wayar 12/2 anda, sahkan pematuhan dengan keperluan NEC ini:
| Bahagian Kod | Keperluan | Semakan Pematuhan |
|---|---|---|
| NEC 210.19(A)(1) | Penurunan voltan litar cawangan ≤ 3% disyorkan | Kira VD pada beban maksimum |
| NEC 240.4(D) | 12 AWG dilindungi oleh peranti arus lebihan maks 20A | Gunakan pemutus litar 20A (bukan 25A atau 30A) |
| NEC 310.16 | Keupayaan membawa arus konduktor mencukupi untuk beban | 12 AWG = 20A pada 60°C, 25A pada 90°C |
| NEC 110.14(C) | Penarafan suhu penamatan | Kebanyakan peranti dinilai 60°C atau 75°C |
| NEC 334.80 | Sokongan kabel NM setiap 4.5 kaki | Selamatkan Romex dengan betul |
Analisis Kos-Faedah: Bila Perlu Membesarkan Saiz Wayar
Perbandingan Kos Bahan (setiap 100 kaki)
| Saiz Wayar | Anggaran Kos | Susut Voltan @ 20A/100kaki | Kehilangan Tenaga Jangka Panjang |
|---|---|---|---|
| 12 AWG | $45-65 | 5.2% | $15-25/tahun* |
| 10 AWG | $75-95 | 3.3% | $10-15/tahun* |
| 8 AWG | $125-165 | 2.1% | $6-10/tahun* |
*Berdasarkan beban 16A berterusan pada $0.12/kWj
Pengiraan ROI: Untuk larian 100 kaki yang membawa 16A secara berterusan:
- Menaik taraf daripada 12 AWG kepada 10 AWG berharga $30 lebih
- Penjimatan tenaga tahunan: $10-15
- Tempoh pulangan modal: 2-3 tahun
- Peningkatan jangka hayat peralatan: Motor dan elektronik tahan lebih lama dengan voltan yang stabil
Syor Profesional: Untuk sebarang pemasangan kekal melebihi 75 kaki, besarkan saiz wayar sebanyak satu tolok. Kos marginal adalah minimum berbanding dengan prestasi jangka panjang dan faedah keselamatan.
Pertimbangan Khas untuk Aplikasi Berbeza
Litar HVAC dan Pam Haba
Peralatan pemanasan dan penyejukan elektrik sangat sensitif terhadap susut voltan:
- Motor pemampat menarik arus permulaan yang tinggi (LRA = Arus Rotor Terkunci)
- Voltan berkurangan menyebabkan motor terlalu panas dan gagal sebelum waktunya
- Cadangan: Hadkan susut voltan kepada 2% maksimum untuk litar HVAC
Stesen Pengecasan EV
Pengecas EV Tahap 2 membentangkan cabaran unik:
- Beban berterusan: Beroperasi pada 80% daripada penarafan pemutus litar selama berjam-jam
- Jarak: Selalunya terletak di garaj atau jalan masuk yang jauh dari panel
- Penyelesaian: Penggunaan Litar 240V untuk mengurangkan separuh peratusan susut voltan, atau pasang sub-panel khusus
Sistem PV Suria dan Bateri
Litar DC mempunyai pertimbangan yang berbeza:
- Tiada galangan reaktif: Hanya rintangan yang penting
- Voltan yang lebih tinggi: Sistem 48V lebih bertoleransi terhadap susut voltan
- Cadangan: Ikuti keperluan NEC 690.8 untuk litar sumber PV
Menyelesaikan Masalah Susut Voltan
Gejala Susut Voltan Berlebihan
- 🔴 Lampu malap apabila perkakas bermula
- 🔴 Motor berjalan panas atau gagal bermula
- 🔴 Elektronik menetapkan semula atau tidak berfungsi
- 🔴 Gangguan tersandung GFCI pada larian yang panjang
- 🔴 Perkakas kurang berprestasi (pemanasan perlahan, penyejukan lemah)
Langkah Diagnostik
- Ukur voltan pada panel: Seharusnya 118-122V (nominal 120V)
- Ukur voltan pada beban semasa beroperasi: Hendaklah dalam lingkungan 3% daripada voltan panel
- Kira penurunan voltan sebenar: Voltan panel – Voltan beban
- Bandingkan dengan saranan NEC: 3% = 3.6V untuk litar 120V
Pilihan Pemulihan
Pilihan 1: Besarkan saiz konduktor (penyelesaian paling kekal)
Pilihan 2: Pasang sub-panel lebih dekat dengan beban
Pilihan 3: Agihkan semula beban untuk litar yang lebih pendek
Pilihan 4: Tukar kepada 240V (untuk peralatan yang serasi)
Penyelesaian VIOX untuk Pendawaian Jarak Jauh
Apabila menaik taraf saiz wayar untuk mengatasi penurunan voltan, anda akan menghadapi masalah biasa: wayar yang lebih besar tidak muat pada terminal peranti standard.
Aplikasi Produk VIOX
1. Blok Terminal dan Jalur Pengagihan
Apabila beralih daripada wayar suapan 8 AWG atau 10 AWG kepada litar cabang 12 AWG, blok terminal VIOX menyediakan:
- Sambungan selamat untuk tolok wayar campuran
- Mematuhi kod peralihan wayar-ke-wayar
- Penyelesaian masalah yang mudah dengan titik sambungan yang boleh diakses
2. Kotak Penyambung Tugas Berat
Untuk larian jarak jauh luar, kotak penyambung kalis cuaca VIOX menawarkan:
- Penarafan IP65/IP67 untuk persekitaran yang keras
- Kapasiti wayar yang besar untuk konduktor yang dibesarkan saiznya
- melegakan ketegangan untuk peralihan konduit bawah tanah
3. Penyelesaian Sub-Panel
Memasang sub-panel mengurangkan jarak litar cabang:
- Panel utama → Sub-panel: Gunakan 6 AWG atau lebih besar
- Sub-panel → Beban: Standard 12 AWG untuk larian pendek
- Hasil: Penurunan voltan optimum pada semua litar
Sering Bertanya Soalan-Soalan
Bolehkah saya menggunakan wayar 12/2 sepanjang 100 kaki pada pemutus litar 20-amp?
Ya, tetapi dengan batasan. Pada beban 20A penuh, penurunan voltan akan menjadi lebih kurang 5.2%, melebihi saranan 3% NEC. Ini boleh diterima untuk:
- Beban penggunaan yang jarang berlaku
- Litar yang menggunakan kurang daripada 12 amp
- Litar 240V (peratusan penurunan voltan dikurangkan separuh)
Untuk beban 20A berterusan, naik taraf kepada wayar 10 AWG.
Adakah panjang wayar mempengaruhi trip pemutus litar?
Ya, dengan ketara. Larian wayar yang lebih panjang meningkatkan rintangan litar, yang mengurangkan arus litar pintas. Dalam kes yang melampau (200+ kaki), arus kerosakan mungkin terlalu rendah untuk mencetuskan trip magnet serta-merta pemutus litar, mewujudkan bahaya kebakaran. Sentiasa sahkan bahawa arus litar pintas prospektif melebihi 5× penarafan pemutus litar.
Apakah perbezaan antara wayar 12/2 dan 12/3 untuk jarak?
Kapasiti jarak wayar adalah sama. Nombor merujuk kepada kiraan konduktor (2 atau 3 konduktor terlindung), bukan tolok wayar. Kedua-duanya menggunakan konduktor 12 AWG dengan rintangan yang sama. Gunakan 12/3 apabila anda memerlukan:
- Litar suis tiga hala
- Litar cabang berbilang wayar
- Konduktor panas berasingan untuk 240V + neutral
Bolehkah saya menggunakan wayar aluminium sebagai ganti untuk menjimatkan wang pada jarak yang jauh?
Ya, tetapi besarkan saiz sebanyak satu tolok. Aluminium mempunyai rintangan yang lebih tinggi daripada tembaga:
- guna Aluminium 10 AWG dan bukannya tembaga 12 AWG
- Memerlukan sebatian anti-oksidan pada sambungan
- Mesti guna Peranti berkadar AL (Penandaan CO/ALR)
- Penjimatan kos: 30-40% lebih murah untuk saiz wayar yang besar
Bagaimana cara saya mengira susut voltan untuk berbilang soket pada satu litar?
Gunakan outlet paling jauh dan beban serentak maksimum. Contohnya:
- Litar mempunyai 8 outlet sepanjang 120 kaki
- Andaikan 80% daripada kadar pemutus litar (16A untuk litar 20A)
- Kira penurunan voltan ke outlet terakhir pada 16A
- Ini memberikan senario kes terburuk yang konservatif
Adakah jenis wayar (THHN berbanding Romex) mempengaruhi jarak maksimum?
Tidak. Penurunan voltan hanya bergantung pada:
- Saiz wayar (AWG)
- Bahan konduktor (tembaga vs. aluminium)
- Arus (ampere)
- Jarak (kaki)
Jenis penebat (THHN, THWN, NM-B) mempengaruhi kapasiti arus dan kaedah pemasangan, tetapi bukan rintangan atau penurunan voltan.
Kesimpulan: Pendekatan Kejuruteraan untuk Saiz Wayar
Soalan “Sejauh mana anda boleh menjalankan wayar 12/2 pada pemutus litar 20-amp?” tidak mempunyai satu jawapan—ia bergantung pada:
- Voltan sistem (120V vs. 240V)
- Arus beban sebenar (bukan hanya kadar pemutus litar)
- Penurunan voltan yang boleh diterima (3% disyorkan, 5% maksimum)
- Kepekaan aplikasi (motor dan elektronik memerlukan toleransi yang lebih ketat)
- Pertimbangan keselamatan (galangan gelung kerosakan untuk operasi pemutus litar yang betul)
Garis Panduan Umum:
- Kurang daripada 50 kaki: 12 AWG sesuai untuk litar 20A
- 50-75 kaki: Pertimbangkan 10 AWG untuk aplikasi beban penuh
- 75-100 kaki: Gunakan 10 AWG untuk beban 20A
- Lebih daripada 100 kaki: Gunakan 8 AWG atau pasang sub-panel
Amalan Terbaik Profesional: Apabila ragu-ragu, besarkan saiz sebanyak satu tolok. Kos marginal adalah minimum berbanding dengan faedah jangka panjang:
- Pengurangan pembaziran tenaga
- Jangka hayat peralatan yang lebih panjang
- Margin keselamatan yang dipertingkatkan
- Kapasiti kalis masa depan
Untuk pemasangan kompleks atau aplikasi komersial, rujuk juruelektrik berlesen dan pertimbangkan untuk menggunakan komponen elektrik VIOX direka untuk pengagihan kuasa jarak jauh yang boleh dipercayai.
Pautan Dalaman
Untuk panduan teknikal yang berkaitan, lihat sumber VIOX ini:
- Panduan Pemilihan Saiz Wayar 50 Amp – Saiz wayar komprehensif untuk litar ampere tinggi
- Penurunan Kadar Elektrik: Suhu, Ketinggian dan Faktor Pengumpulan – Bagaimana keadaan persekitaran mempengaruhi kapasiti wayar
- Panduan Penurunan Kadar Ketinggian Pemutus Litar – Pertimbangan kritikal untuk pemasangan ketinggian tinggi
- Jenis Saiz Kabel: Panduan Penukaran mm² vs AWG vs BS – Piawaian saiz wayar antarabangsa
- Penarafan Suhu Ambien MCB dan Faktor Penurunan Kadar – Kesan suhu pada perlindungan litar
- Cara Mengira Arus Litar Pintas untuk MCB – Memahami pengiraan arus kerosakan
- Saiz Pemutus Litar Standard – Panduan lengkap untuk penarafan pemutus litar
- Panduan Pemilik Rumah untuk Saiz Pemutus Litar dan Pengiraan Beban – Panduan pendawaian kediaman praktikal
Mengenai VIOX Electric: VIOX Electric ialah pengeluar B2B terkemuka bagi peralatan elektrik, yang mengkhusus dalam peranti perlindungan litar, blok terminal, kotak simpang dan penyelesaian pengagihan untuk aplikasi kediaman, komersial dan perindustrian. Produk kami memenuhi atau melebihi piawaian NEC, UL dan IEC untuk keselamatan dan prestasi.
